JP5352965B2 - Rack manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば自動車用操舵装置を構成するステアリングギヤに組み込み、軸方向の変位に伴ってタイロッドを押し引きするラックの製造方法の改良に関する。具体的には、十分な剛性及び強度を有するラックを、低コストで得られる製造方法を実現する事を目的としている。 The present invention relates to an improvement in a manufacturing method of a rack that is incorporated in a steering gear that constitutes, for example, an automobile steering device and pushes and pulls a tie rod with an axial displacement. Specifically, an object is to realize a manufacturing method capable of obtaining a rack having sufficient rigidity and strength at low cost.
例えば図30に示す様な自動車の操舵輪(フォークリフト等の特殊車両を除き、一般的には前輪)に舵角を付与する為の操舵装置では、ステアリングホイール1の操作に伴って回転するステアリングシャフト2の動きを、自在継手3、3及び中間シャフト4を介して、ステアリングギヤ5の入力軸6に伝達する。このステアリングギヤ5は、この入力軸6により回転駆動されるピニオンと、このピニオンと噛合したラックとを備える。上記入力軸6と共にこのピニオンが回転すると、このラックが軸方向に変位し、その両端部に結合した1対のタイロッド7、7を押し引きし、上記操舵輪に所望の舵角を付与する。
For example, in a steering device for giving a steering angle to a steering wheel of an automobile as shown in FIG. 30 (generally a front wheel except a special vehicle such as a forklift), a steering shaft that rotates as the steering wheel 1 is operated. 2 movement is transmitted to the
上述の様なステアリングギヤ用のラックを、素材に削り加工を施してラック歯を形成する、切削加工により造ると、製造コストが嵩む割合に、このラック歯の強度及び剛性を確保しにくい。これに対して、素材を塑性変形させてラック歯を加工すれば、このラック歯の加工に要する時間を短縮して、製造コストを低減でき、しかも、得られるラック歯の金属組織が緻密になる為、このラック歯の強度及び剛性を確保し易い。この様に、ラック歯を塑性変形により加工したラック及びその製造方法に関する発明として従来から、特許文献1〜4に記載された発明が知られている。 If a rack for a steering gear as described above is made by cutting a material to form rack teeth, it is difficult to ensure the strength and rigidity of the rack teeth at a rate that increases the manufacturing cost. On the other hand, if the rack teeth are processed by plastic deformation of the material, the time required for processing the rack teeth can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, and the resulting metal structure of the rack teeth becomes dense. Therefore, it is easy to ensure the strength and rigidity of the rack teeth. As described above, the inventions described in Patent Documents 1 to 4 are conventionally known as inventions related to a rack in which rack teeth are processed by plastic deformation and a manufacturing method thereof.
このうちの特許文献1、2には、円杆状の素材を、1対の金型同士の間で強く挟持し、この素材の一部外周面に、このうちの一方の金型に設けた凹凸形状を転写して、ラック歯とする、ラックの製造方法に関する発明が記載されている。ラック歯を形成する事に伴って生じた(ラック歯のうちの凹部となるべき部分から押し出された)余肉は、上記両金型同士の間で、ラックの本体部分から側方に、バリ状に突出させ、後から除去する。
Of these, in
この様な特許文献1、2に記載された従来技術の場合、余肉をラックの本体部分から側方に突出させる為、このラックを押圧する1対の金型に生じる応力が高くなり、これら両金型の寿命確保が難しい。しかも、上記本体部分から側方にバリ状に突出した余肉を除去する工程が必要になり、製造コストが嵩む事が避けられない。更には、上述の様に上記両金型に大きな応力が加わる様な加工でありながら、上記一方の金型に設けた凹凸形状を上記素材に確実に転写する為に、この転写を含む塑性加工を、熱間鍛造又は温間鍛造により行なう必要がある。熱間鍛造にしろ、温間鍛造にしろ、加工時に金型が温度上昇に基づいて熱膨張するが、この熱膨張量を正確に規制する事は難しい為、得られるラック歯の精度を十分に確保する事が難しい。
In the case of such conventional techniques described in
上述の様な不都合を解決する為に上記特許文献3には、円杆状の素材のうちで、ラック歯を形成すべき部分の背面側に凹部を形成しておき、ラック歯を形成する事に伴って生じた余肉をこの凹部に逃がす、ラックの製造方法に関する発明が記載されている。
この様な特許文献3に記載された従来技術の場合、上記特許文献1、2に記載された従来技術を実施する場合に生じる不都合がない代わりに、上記凹部の加工が必要になり、やはり製造作業が面倒で、製造コストが嵩む事が避けられない。特に、上記凹部は、スエージング加工、旋盤加工等で加工する為、凹部の加工から、次に行なうラックの加工作業に円滑に移行する事(連続でその後の加工をする事)が難しい。この事は、やはり製造コストを高くする原因となる。更には、ラック歯を形成した部分から軸方向に外れた、あまり強度を必要としない部分の外径が、強度を必要とする、このラック歯を形成する為に必要とされる素材の直径のままになる為、ラック全体としての重量が徒に嵩み易い。
In order to solve the inconveniences as described above, in Patent Document 3, a concave portion is formed on the back side of a portion where a rack tooth is to be formed in a circular material, so that the rack tooth is formed. An invention relating to a method for manufacturing a rack is disclosed, in which surplus material generated along with this is released to the recess.
In the case of the prior art described in Patent Document 3 as described above, there is no inconvenience that arises when the prior art described in
更に、特許文献4には、中空円管状の素材を幅方向に押し広げ、この押し広げた部分にラック歯を形成する、ラックの製造方法に関する発明が記載されている。
この様な特許文献4に記載された従来技術の場合には、ラック歯の幅寸法を大きくすべく、上記中空円管状の素材を幅方向に押し広げる分だけ、このラック歯の歯底部分の肉厚が小さく(薄く)なり易い。この為、ラックのうちで、このラック歯が形成された部分の強度を十分に確保する事が難しい。
Further, Patent Document 4 describes an invention relating to a method for manufacturing a rack in which a hollow circular material is expanded in the width direction and rack teeth are formed in the expanded portion.
In the case of the conventional technique described in Patent Document 4 as described above, in order to increase the width dimension of the rack tooth, the amount of the bottom portion of the rack tooth is increased by the amount of the hollow circular tubular material that is expanded in the width direction. The wall thickness tends to be small (thin). For this reason, it is difficult to sufficiently secure the strength of the portion of the rack where the rack teeth are formed.
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ラック歯の幅寸法、強度、剛性を、何れも十分に確保でき、しかも軽量な構造のラックを、低コストで得られる製造方法を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention is to realize a manufacturing method that can sufficiently secure the width dimension, strength, and rigidity of the rack teeth and can obtain a rack having a lightweight structure at low cost. Invented.
本発明の対象となるラックは、金属材製で、少なくとも軸方向の一部が中実材である断面円形のロッド部と、このロッド部の軸方向一部で中実材である部分の径方向片側面に塑性加工により形成されたラック歯とを備える。
特に、本発明の対象となるラックは、上記軸方向一部で中実材である部分の外周面のうち、このラック歯を形成した部分から周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径が、上記ロッド部の軸方向残部の外周面の断面形状の曲率半径よりも大きい。
The rack which is the object of the present invention is made of a metal material, and at least a part of the axial direction is a solid rod having a circular cross section, and the diameter of the part of the rod part which is a solid material in the axial direction. Rack teeth formed by plastic working on one side of the direction.
In particular, the rack that is the subject of the present invention has a radius of curvature of the cross-sectional shape of the portion of the outer peripheral surface of the portion that is a solid material in the axial direction that is deviated in the circumferential direction from the portion where the rack teeth are formed. The radius of curvature of the cross-sectional shape of the outer circumferential surface of the remaining axial portion of the rod portion is larger.
又、本発明のラックの製造方法は何れも、上述した様な構成を有するラックを造るのに、上記ロッド部となるべき円杆状の素材の軸方向の一部に、この軸方向の一部で且つ円周方向の一部を押し潰しつつ、この軸方向の一部で且つ円周方向の残部に、上記素材の外周面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する部分円筒面を形成する第一の塑性加工を施して、中間素材とする。そして、この中間素材のうちの上記軸方向一部で上記円周方向の一部に上記ラック歯を、第二の塑性加工により形成する。 Further, in any of the rack manufacturing methods of the present invention, in order to manufacture a rack having the above-described configuration, a part of the axial direction of the circular-shaped material to be the rod portion is provided. A partial cylindrical surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the material is formed in a part of the axial direction and the remaining part of the circumferential direction while crushing a part of the circumferential direction. The first plastic working is performed to obtain an intermediate material. Then, the rack teeth are formed by a second plastic working in a part of the axial direction and a part of the circumferential direction of the intermediate material.
特に請求項1に記載したラックの製造方法の場合には、上述した様な構成を有するラックを造る為、上記第一の塑性加工を、上記素材の軸方向一部を径方向に押し潰す事により、この軸方向一部の外周面のうちでラック歯を形成すべき部分を平面部とし、この平面部から外れた残り部分を、断面形状の曲率半径が上記素材の外周面の断面形状の曲率半径よりも大きい部分円筒面とする据え込み加工としている。
又、上記第二の塑性加工を、内面同士の間隔が上記平面部の幅方向に関する上記中間素材の外径よりも小さいダイスの保持孔により、この中間素材の軸方向一部で上記平面部から外れた残り部分を支承しつつ、形成すべきラック歯に見合う凹凸形状を有する歯成形用パンチを上記平面部に押圧し上記中間素材を上記保持孔に押し込む事により、この中間素材の幅方向両端部分の金属材料を上記平面部に移動させつつこの平面部にラック歯を形成するプレス加工としている。
In particular, in the case of the rack manufacturing method according to claim 1 , in order to manufacture the rack having the above-described configuration, the first plastic working is performed by crushing a part of the material in the axial direction in the radial direction. Thus, a portion of the outer peripheral surface in the axial direction where the rack teeth are to be formed is a flat portion, and the remaining portion outside the flat portion is the cross-sectional radius of curvature of the outer peripheral surface of the material. The upsetting process is a partial cylindrical surface larger than the radius of curvature.
In addition, the second plastic working may be performed from a portion of the intermediate material in the axial direction by a holding hole of a die whose inner surface is smaller than the outer diameter of the intermediate material in the width direction of the flat portion. While supporting the disengaged remaining portion, both ends of the intermediate material in the width direction are pressed by pressing the tooth forming punch having an uneven shape corresponding to the rack tooth to be formed against the flat portion and pushing the intermediate material into the holding hole. The metal material of the portion is moved to the flat portion, and press working is performed to form rack teeth on the flat portion.
又、請求項2に記載したラックの製造方法の場合には、上述した様な構成を有するラックを造る為、上記第二の塑性加工を、複数段階に分けて行ない、得るべきラック歯の圧力角よりも小さな圧力角に見合う形状の歯成形用パンチにより素ラック歯を形成した後、少なくともこの素ラック歯の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の端縁部の断面形状の曲率半径を大きくする塑性加工を行なう。その後、得るべきラック歯の圧力角に見合う形状の歯仕上用パンチをこの素ラック歯に押し付けて、この素ラック歯をラック歯に加工する。
In the case of the rack manufacturing method according to
更に、請求項3に記載したラックの製造方法の場合には、上述した様な構成を有するラックを造る為、上記第二の塑性加工により、上記中間素材のうちの上記軸方向一部で上記円周方向の一部に上記ラック歯を形成すると共に、このラック歯の両側部分に1対の逃げ平坦面部を形成した後、このラック歯の精度を向上させる為のサイジングを行ない、このサイジングに伴って移動する金属材料を上記両逃げ平坦面部に止めて、部分円筒面を延長した仮想円筒面よりも余肉が径方向外方に突出する事を防止している。 Furthermore, in the case of the method for manufacturing a rack according to claim 3 , in order to manufacture a rack having the above-described configuration, the second plastic working causes the axial material portion of the intermediate material to partially The rack teeth are formed in a part of the circumferential direction, and a pair of relief flat surface portions are formed on both sides of the rack teeth, and then sizing is performed to improve the accuracy of the rack teeth. The metal material which moves with this is stopped at the both escape flat surface portions to prevent the surplus wall from projecting radially outward from the virtual cylindrical surface obtained by extending the partial cylindrical surface.
又、上述の様な請求項1、3に記載した発明を実施する場合には、請求項2に記載した発明と同様に、例えば、上記第二の塑性加工を複数段階に分けて行なう。そして、先ず、得るべきラック歯の圧力角よりも小さな圧力角に見合う形状の歯成形用パンチにより、素ラック歯を形成する。その後、得るべきラック歯の圧力角に見合う形状の歯仕上用パンチをこの素ラック歯に押し付ける。
Further, when carrying out the invention described in claims 1 and 3 as described above, for example, the second plastic working is performed in a plurality of stages as in the invention described in
又、請求項2に記載した発明を実施する場合に好ましくは、塑性加工により素ラック歯の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の端縁部の断面形状の曲率半径を、完成後のラック歯の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の端縁部の断面形状の曲率半径よりも大きくしておく。
Further, when the invention described in
又、請求項2に記載した発明の様に、素ラック歯の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の端縁部の断面形状の曲率半径を大きくする塑性加工を行なう場合に好ましくは、例えば、上記第二の塑性加工の前段階(この第二の塑性加工のうちの初期段階乃至前半部の意味。第二の塑性加工に先立って行なう加工の意味ではない。)で、上記素ラック歯を形成すると共に、この素ラック歯の両側部分に1対の逃げ平坦面部を形成する。その後、これら両逃げ平坦面部を1対の金型同士の間部分に位置させた状態で、上記素ラック歯の基部の断面形状の曲率半径を大きくする塑性加工を行なう。そして、この塑性加工に伴って移動する金属材料を上記両逃げ平坦面部に止めて、部分円筒面を延長した仮想円筒面よりも余肉が径方向外方に突出する事を防止する。
Further, as in the invention described in
又、上述の様な請求項1〜2に記載した発明を実施する場合にも、請求項3に記載した発明と同様、例えば、上記第二の塑性加工の後、上記ラック歯の形状を整えるサイジングを施す。
更に、この場合には、例えば、上記第二の塑性加工によりラック歯を形成すると共にこのラック歯の両側部分に1対の逃げ平坦面部を形成する。その後、このラック歯の精度を向上させる為のサイジングを行ない、このサイジングに伴って移動する金属材料を上記両逃げ平坦面部に止めて、部分円筒面を延長した仮想円筒面よりも余肉が径方向外方に突出する事を防止する。上記両逃げ平坦面部は、例えば、互いに平行とする。
Further, when the invention described in
Further, in this case, for example, rack teeth are formed by the second plastic working, and a pair of relief flat surface portions are formed on both side portions of the rack teeth. After that, sizing is performed to improve the accuracy of the rack teeth, and the metal material that moves along with the sizing is stopped on the two escape flat surface portions, so that the surplus diameter is larger than the virtual cylindrical surface that extends the partial cylindrical surface. Protruding outward in the direction is prevented. The two relief flat surface portions are parallel to each other, for example.
又、本発明を実施する場合に、例えば、前記第一の塑性加工前に、素材をダイスに通過させる事により、この素材の外径を軸方向一部を除いて縮める、扱き加工を施す。そして、軸方向一部の外径が軸方向残部の外径よりも大きな予備中間素材とし、この予備中間素材に上記第一の塑性加工を施す。
或いは、前記第一の塑性加工後、上記第二の塑性加工前に、中間素材をダイスに通過させる事により、この中間素材の外径を軸方向一部を除いて縮める、扱き加工を施す。そして、軸方向一部の外径が軸方向残部の外径よりも大きな第二の中間素材とし、この第二の中間素材に第二の塑性加工を施す。
In carrying out the present invention, for example, before the first plastic working, the material is passed through a die so as to reduce the outer diameter of the material except for a part in the axial direction. Then, a preliminary intermediate material in which the outer diameter of a part in the axial direction is larger than the outer diameter of the remaining axial direction, and the first plastic working is performed on the preliminary intermediate material.
Alternatively, after the first plastic working and before the second plastic working, the intermediate material is passed through a die so as to reduce the outer diameter of the intermediate material except for a part in the axial direction. Then, a second intermediate material having a larger outer diameter in the axial direction than that of the remaining axial direction is used, and the second plastic material is subjected to the second plastic working.
上述の様に構成する、本発明のラックの製造方法によれば、ラック歯の幅寸法、強度、剛性を、何れも十分に確保でき、しかもこのラック歯を形成した部分以外の外径が必要以上に大きくならずに軽量なラックを、低コストで得られる。
先ず、ラック歯の幅寸法を確保する事は、ロッド部の軸方向の一部でラック歯を形成すべき部分の幅を、このロッド部の軸方向残部の外径よりも大きくする事で図れる。又、強度及び剛性の確保は、このロッド部を中実材製とする事で図れる。即ち、上記ロッド部の軸方向の一部でラック歯を形成すべき部分は、素材を押し潰しつつ幅寸法を広げながら、このラック歯を形成すべき部分から周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径を、上記素材の外周面の曲率半径よりも大きくする。この為、この素材の外径の割合に大きな幅寸法を有するラック歯を形成できる。このラック歯を形成した部分は、前述の特許文献4に記載された従来技術の様に、中空円管状の素材を幅方向に押し広げた部分に形成したラック歯とは異なり、十分に肉厚を確保できる。そして、幅寸法を大きくした分、更にはラック歯を形成した部分から周方向に外れた部分の断面形状の曲率半径を大きくした分、このラック歯部分の強度及び剛性を向上させる事ができる。
又、上記ラック歯を形成した部分以外の外径が必要以上に大きくならずに軽量なラックを得られる事は、このラック歯の幅寸法を確保する場合でも、上記ロッド部の軸方向残部の外径を小さく抑えられる事で図れる。
According to the rack manufacturing method of the present invention configured as described above, the rack teeth can have sufficient width dimensions, strength, and rigidity, and an outer diameter other than the portion where the rack teeth are formed is necessary. A lightweight rack that does not become larger than that can be obtained at low cost.
First, securing the width dimension of the rack teeth can be achieved by making the width of the portion where the rack teeth should be formed in a part of the rod portion in the axial direction larger than the outer diameter of the remaining axial portion of the rod portion. . In addition, the strength and rigidity can be ensured by making this rod part a solid material. That is, the portion where the rack teeth are to be formed in a part of the rod portion in the axial direction is a cross-sectional shape of the portion that is deviated in the circumferential direction from the portion where the rack teeth are to be formed while expanding the width while crushing the material. Is made larger than the curvature radius of the outer peripheral surface of the material. For this reason, the rack tooth | gear which has a large width dimension to the ratio of the outer diameter of this raw material can be formed. Unlike the rack teeth formed in the portion where the hollow circular tubular material is expanded in the width direction, the portion where the rack teeth are formed is sufficiently thick as in the prior art described in Patent Document 4 described above. Can be secured. The strength and rigidity of the rack tooth portion can be improved by increasing the width dimension and further by increasing the radius of curvature of the cross-sectional shape of the portion deviated in the circumferential direction from the portion where the rack teeth are formed.
Moreover, the fact that the outer diameter other than the portion where the rack teeth are formed does not become unnecessarily large and that a lightweight rack can be obtained is that even when the width of the rack teeth is secured, the axial remaining portion of the rod portion This can be achieved by keeping the outer diameter small.
更に、低コストで得られる(製造コストを抑えられる)事は、上記ラック歯を塑性加工により形成するに関し、簡単な前加工を行なうだけで、余肉がバリとなって径方向外方に突出する事を防止でき、加工荷重を抑えると共に、余肉除去の為の後処理を不要にする事で図れる。即ち、上記ラック歯を形成する、上記ロッド部の軸方向の一部で、このラック歯を形成する部分は、元々はこの軸方向残部と同じ断面積を有する断面円形の部分を押し潰し、上記ラック歯を形成すべき部分を平坦にする事で、幅寸法を、軸方向残部の外径よりも大きくしている。従って、上記ラック歯を形成する以前の状態で、上記ロッド部の軸方向の一部の断面積は、上記軸方向残部の断面積とほぼ等しい。従って、上記ラック歯を形成すべき、上記ロッド部の軸方向の一部に存在する素材の体積を適正に抑えられて、上記ラック歯の加工に伴って余肉が径方向に突出する事はない。上記ラック歯を形成する為の第二の塑性加工時に於ける金属材料の移動は、このラック歯の歯底部分から歯先部分への移動が主である。この為、このラック歯を形成する為の加工荷重を低く抑えられて、熱間加工や温間加工に比べて精度確保が容易な、冷間加工により、上記ラック歯を加工できる。 Furthermore, it can be obtained at a low cost (manufacturing cost can be reduced). With regard to forming the rack teeth by plastic processing, the excess wall becomes a burr and protrudes outward in the radial direction only by performing simple pre-processing. This can be prevented by reducing the processing load and eliminating the need for post-processing for removing excess material. That is, the portion of the rod portion that forms the rack tooth in the axial direction of the rod portion, and the portion that forms the rack tooth originally crushes a circular section having the same cross-sectional area as the axial remaining portion, By flattening the portion where the rack teeth are to be formed, the width dimension is made larger than the outer diameter of the remaining portion in the axial direction. Therefore, in a state before the rack teeth are formed, a partial cross-sectional area in the axial direction of the rod portion is substantially equal to the cross-sectional area of the remaining axial direction portion. Accordingly, the volume of the material existing in a part in the axial direction of the rod portion where the rack teeth should be formed can be appropriately suppressed, and the surplus wall protrudes in the radial direction as the rack teeth are processed. Absent. The movement of the metal material in the second plastic working for forming the rack teeth is mainly performed from the bottom portion of the rack teeth to the tip portion. For this reason, the processing load for forming the rack teeth can be suppressed to a low level, and the rack teeth can be processed by cold processing, which is easier to ensure accuracy than hot processing or warm processing.
又、本発明の製造方法の場合には、総ての加工工程を、金型内部が金属材料により完全に充満されない状態で行なえる。言い換えれば、全工程を、所謂密封成形とせずに実施でき、各工程で被加工物から各金型に加わる反力、延ては、これら各金型に生じる応力を低く抑えられて、これら各金型の耐久性を向上させ、この面からのコスト低減も図れる。又、これら各金型の構造を単純にでき、汎用的なプレス設備で成形する事ができる。しかも、上記各金型に生じる応力を低く抑えられる為、冷間鍛造で成形する事が可能となり、これら各金型の寸法変化を抑えられる為、熱間鍛造や温間鍛造により加工する場合に比べて、得られるラックの精度を向上する事ができる。特に、請求項1に記載した発明によれば、このラックを、十分に低コストで、しかも精度良く造れる。 In the manufacturing method of the present invention, all the processing steps can be performed in a state where the inside of the mold is not completely filled with the metal material. In other words, the entire process can be carried out without so-called hermetic molding, and the reaction force applied to each mold from the workpiece in each process, and thus, the stress generated in each of these molds can be kept low. The durability of the mold can be improved and the cost can be reduced from this aspect. Further, the structure of each mold can be simplified and can be formed by a general-purpose press facility. In addition, since the stress generated in each die can be kept low, it is possible to form by cold forging, and since the dimensional change of each die can be suppressed, when processing by hot forging or warm forging. In comparison, the accuracy of the obtained rack can be improved. In particular, according to the invention as set forth in claim 1, the rack, at a sufficiently low cost, yet accurately able to build.
又、請求項2、3に記載した発明の様に、サイジング或は複数段階成形によりラック歯の形状を整えれば、このラック歯をより高精度に加工できる。このうちの複数段成形を行なう場合に、請求項2に記載した発明の様に、素ラック歯をラック歯に加工する途中で、この素ラック歯の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の端縁部を塑性変形させれば、得られるラック歯の形状精度をより向上させられる他、各工程で必要になる加工荷重の低減を図れる。又、複数段成形或いはサイジングを行なう場合に、複数段成形或いはサイジングに伴って移動する金属材料を1対の逃げ平坦面部に止めれば、これら複数段成形或いはサイジングに関しても、密封成形とせずに実施できる。そして、これら複数段成形或いはサイジングに伴って金型に生じる応力を低く抑えられて、この金型の耐久性を向上させる事ができる。
Further, if the shape of the rack teeth is adjusted by sizing or multi-stage molding as in the inventions described in
[実施の形態の第1例]
図1〜9は、請求項3に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。先ず、本例のラック8の構造に就いて、図1〜4により説明する。尚、以下の説明で、各面の曲率半径に就いては、特に断らない限り、各面の断面形状の曲率半径の事を指す。
上記ラック8は、炭素鋼、ステンレス鋼等の金属材製で、中実材である断面円形のロッド部9と、このロッド部9の軸方向一部(図1〜3の左部)の径方向片側面に、塑性加工により形成されたラック歯10とを備える。本例の場合、上記ロッド部9は、全長に亙り、外周面から中心部迄同種金属材により一体に造られている。又、このロッド部9のうちの上記軸方向一部で、上記ラック歯10を形成した部分から周方向に外れた背面部分11の断面形状の曲率半径R11(図4参照)が、上記ロッド部9の軸方向残部である、円杆部12の外周面の曲率半径r12(図4参照)よりも大きく(R11>r12)なっている。このうち、上記円杆部12の外周面の曲率半径r12が、元々の素材の外周面の曲率半径に一致している。従って、上記背面部分11の曲率半径R11は、この素材の外周面の曲率半径よりも大きくなっている。そして、その分、上記ラック歯10の幅寸法W10を(単に上記素材の外周面にラック歯を形成する場合に比べて)大きくしている。
[First example of embodiment]
1 to 9 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claim 3 . First, the structure of the
The
次に、上述の様なラック8の製造方法に就いて、図5〜8により説明する。
先ず、図5の(A)に示す様に、炭素鋼、ステンレス鋼等の金属材製で円杆状の素材13を、受型14の上面に設けた、断面円弧形の凹溝部15内にセット(載置)する。この凹溝部15の内面の曲率半径R15は、上記背面部分11の曲率半径R11(図4参照)とほぼ(加工力解除に伴うスプリングバック分を除き)一致(R15≒R11)している。
Next, the manufacturing method of the
First, as shown in FIG. 5A, inside a
次いで、図5の(B)に示す様に、上記凹溝部15に沿って長い押圧パンチ16の先端面(下端面)により上記素材13をこの凹溝部15に向けて強く押圧する、据え込み加工を行なう。上記押圧パンチ16の先端面の形状は、一般的には平坦面とする。但し、上記凹溝部15の幅方向(図5の左右方向)に関して、曲率半径が大きな凹曲面としたり、幅方向両端部が上記受型14に向けて直線的若しくは曲線的に突出する、(据え込み加工後の形状の上端部を抱き込む様な)凹形状とする事もできる。何れにしても、上記図5の(B)に示した据え込み加工では、上記素材13の軸方向一部でラック歯10(図1〜4参照)を形成すべき部分を、上下方向に押し潰すと共に、水平方向の幅寸法を拡げて、中間素材20とする。この中間素材20は、上記部分の外周面に、上記背面部分11(図1、3、4参照)となるべき部分円筒面部17と、断面の径方向に関してこの部分円筒面部17と反対側に存在する平坦面部18と、これら両面部17、18同士を連続させる、曲率半径が比較的小さい、1対の曲面部19、19とを備える。
Next, as shown in FIG. 5B, the upsetting process in which the
次いで、この中間素材20を、上記受型14の凹溝部15から取り出して、図5の(C)に示す様に、ダイス21に設けた保持孔22の底部に挿入(セット)する。この保持孔22は、U字形の断面形状を有し、底部23の曲率半径は、前記受型14の凹溝部15の内面の曲率半径R15と、ほぼ一致している。又、両内側面24、24は、互いに平行な平面としている。更に、上端開口部には、上方に向かう程互いの間隔が拡がる方向に傾斜した、1対のガイド傾斜面部25、25を設けている。
Next, the
上記中間素材20を、上記ダイス21の保持孔22にセットしたならば、次いで、図5の(C)→(D)に示す様に、この保持孔22内に歯成形用パンチ26を挿入し、この歯成形用パンチ26により、上記中間素材20を上記保持孔22内に強く押し込む。この歯成形用パンチ26の下面には、得るべきラック歯に見合う形状の、成形用の波形凹凸を設けている。又、上記中間素材20は、上記保持孔22の内面により、上記ラック歯を形成すべき上記平坦面部18を除き、拘束されている。この為、上記歯成形用パンチ26により上記中間素材20を上記保持孔22内に強く押し込む事で、この中間素材20のうちの平坦面部18が、上記波形凹凸に倣って塑性変形し、図5の(D)及び図6の(A)に示す様なラック歯10を有する、素ラック27に加工される。但し、この状態での素ラック27は、完成状態のラック8(図1〜4参照)に比べて、形状精度及び寸法精度が不十分であり、上記ラック歯10の端縁も尖ったままである。又、このラック歯10の加工に伴って(歯底となるべき部分から)押し出された余肉は、上記保持孔22の両内側面24、24に強く押し付けられる為、上記素ラック27の左右両側面には、互いに平行な逃げ平坦面部28、28が形成される。
When the
そこで、上記歯成形用パンチ26を上昇させてから、上記素ラック27を上記保持孔22から取り出し、図5の(E)に示す様に、サイジング用ダイス29の上面に形成したサイジング用凹凸面部30に載置する。この際、上記素ラック27を上下反転させる。このサイジング用凹凸面部30は、歯の端縁の面取り部を含め、得るべきラック歯10の形状に見合う(完成後の形状に対して凹凸が反転した)形状を有する。そこで、押型31により、図5の(E)→(F)に示す様に、上記素ラック27のラック歯10を形成した部分を、上記サイジング用凹凸面部30に向け、強く押し付ける。
Therefore, after raising the
上記押型31の下面には、造るべきラック8の背面部分11の曲率半径R11(図4参照)に一致する曲率半径を有する押し凹溝32を形成しており、上記素ラック27は、上記背面部分11となるベき部分をこの押し凹溝32に嵌合させた状態で、上記サイジング用凹凸面部30に向け強く押圧される。この為、上記図5の(F)に示した、上記サイジング用ダイス29と上記押型31とを十分に近づけた状態で、上記ラック歯10が、図6の(B)に示した完成後の状態(形状及び寸法が適正になり、各歯の端縁に面取りが設けられた状態)になると同時に、上記背面部分11に関しても、形状及び寸法が適正になる。尚、この様にして行なうサイジングに伴って押し出された余肉は、上記両逃げ平坦面部28、28部分に集まる。従って、完成後のラック8には、これら両逃げ平坦面部28、28は、殆ど残らない。但し、余肉が上記サイジング用凹凸面部30や上記押し凹溝32の内面を、極端に強く押圧する事はないので、上記サイジングの加工荷重を低く抑えられるだけでなく、上記サイジング用ダイス29及び上記押型31の耐久性を確保し易い。
A
この様にして得られた、前述の図1〜4に示す様なラック8は、前述した様に、ラック歯10の幅寸法、強度、剛性を、何れも十分に確保でき、しかもこのラック歯10を形成した部分以外の外径が必要以上に大きくならずに軽量である。
尚、上述の実施の形態は、図5の(C)→(D)の過程で、ラック歯10の加工を一挙動で行なう場合に就いて説明したが、この加工を2段階に分けて行なう事もできる。即ち、先ず、得るべきラック歯の圧力角よりも小さな圧力角に見合う形状の歯成形用パンチにより、図7の(A)→(B)の加工を施し、この図7の(B)及び図8に鎖線で示した形状の、得るべきラック歯10よりも歯丈の短い素ラック歯を形成する。次いで、得るべきラック歯の圧力角に見合う形状の歯仕上用パンチをこのラック歯となるべき部分に押し付ける事により、図7の(C)及び図8に実線で示したラック歯10を形成する。図7の(B)→(C)の過程で、図8に斜格子で示した、各歯の側面に存在する金属材料を、これら各歯の先端に向けて移動させる。その後、前述したサイジングを施す。
上述の様にして、上記ラック歯10の加工を2段階に分けて行なえば、各工程で、ラック歯形成用の歯成形用パンチに加わる応力を小さく抑えて、この歯成形用パンチの耐久性を確保できる。又、得られるラック歯の精度を確保し易い。
The
In the above-described embodiment, the case where the
If the processing of the
又、サイジングに関しても、図5の(E)→(F)に示す様に一挙動で行なわず、図9に示す様に、2段階で行なっても良い。この図9に示したサイジングでは、先ず、(A)に示す様に、素ラック27をサイジング用ダイス29aと押型31aとの間で強く挟持して、ラック歯10の形状を整える。その後、(B)に示す様に、上面にこのラック歯10と噛合する受凹凸部33を設けた受型34と押型35との間で、再び上記素ラック27を強く挟持して、背面部分11の形状及び寸法を整え、ラック8とする。サイジングに伴って移動する余肉を両逃げ平坦面部28、28部分に集める事は、一挙動に行なう場合と同様である。
Further, the sizing may be performed in two stages as shown in FIG. 9 instead of one behavior as shown in (E) → (F) of FIG. In the sizing shown in FIG. 9, first, as shown in FIG. 9A, the
[実施の形態の第2例]
図10〜11は、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、図10の(A)→(B)に示した据え込み加工での加工量を、上述した実施の形態の第1例の場合よりも多くし、この据え込み加工により得られる中間素材20aの幅寸法を、この第1例の場合よりも広くしている。又、部分円筒面部17aの曲率半径に関しても、この第1例の場合よりも大きくしている。
[Second Example of Embodiment]
10 to 11 show a second example of an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 . In the case of this example, the amount of processing in the upsetting process shown in FIGS. 10A to 10B is made larger than that in the first example of the above-described embodiment, and this upsetting process The width of the obtained
本例の場合には、上述の様な中間素材20aを、図10の(C)→(D)に示す様に、幅方向両端部を塑性変形させつつ、ダイス21の保持孔22内に押し込む。このダイス21は、上記第1例に使用するものと同様のものである。但し、上記中間素材20aの幅寸法が大きい分、この中間素材20aを上記保持孔22内に押し込む際に、この中間素材20aの幅方向両端部が、この保持孔22の内側面24、24とガイド傾斜面部25、25との連続部で扱かれる。この結果、上記幅方向両端部に存在する、図11に斜格子で示した部分の金属材料を、同じく上部に斜格子で示した部分に向け、上方に移動させつつ、上記中間素材20aの断面が、図11の鎖線で表した形状から同じく実線で表した形状に変化する。そして、上記中間素材20aを上記保持孔22の奥端部にまで押し込んだ後、この中間素材20aにラック歯10を形成して、素ラック27aとする。
In the case of this example, the
前述の図5の(C)(D)と上記図10の(C)(D)との比較、或いは、上記図11の鎖線と実線との比較から明らかな通り、上記幅広の中間素材20aを、幅方向両端部を扱きつつ上記保持孔22内に押し込む事で、上記ラック歯10を形成すべき部分の幅寸法を大きくできる。この為、このラック歯10の幅寸法を確保できる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
As is clear from the comparison between (C) and (D) in FIG. 5 and (C) and (D) in FIG. 10 described above, or the comparison between the chain line and the solid line in FIG. The width dimension of the portion where the
Since the configuration and operation of other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, overlapping illustrations and descriptions are omitted.
[本発明に関連する参考例の第1例]
図12は、本発明に関連する参考例の第1例を示している。本参考例の場合には、図12の(A)→(B)に示す様に、素材13をダイス36に通過させる扱き加工を施す事により、この素材13の外径を、軸方向一部を除いて縮める。そして、軸方向一部の外径が軸方向残部の外径よりも大きな予備中間素材37とし、この予備中間素材37のうちの軸方向一部に、前述した実施の形態の第1例、又は、上述した実施の形態の第2例と同様の塑性加工を施して、図12の(C)に示す様なラック8aとする。この様な本参考例の場合には、このラック8aのうちで、ラック歯10を形成した部分から軸方向に外れた部分の直径をより小さくして、上記ラック8a全体をより軽量にできる。
[First example of reference example related to the present invention]
FIG. 12 shows a first example of a reference example related to the present invention. In the case of this reference example, as shown in FIGS. 12A to 12B, the outer diameter of the
[本発明に関連する参考例の第2例]
図13は、本発明に関連する参考例の第2例を示している。本参考例の場合には、図13の(A)→(B)に示す様に、素材13に例えば前述の図5の(A)→(B)に示す様な据え込み加工を施して中間素材20とする。そして、この中間素材20に、図13の(C)に示す様に、ダイス36を通過させる扱き加工を施す事により、この中間素材20の外径を、軸方向一部を除いて縮める。そして、軸方向一部の外径が軸方向残部の外径よりも大きな第二の中間素材38とし、この第二の中間素材38に、前述した実施の形態の第1例、又は、上述した実施の形態の第2例と同様の塑性加工を施して、図13の(D)に示す様なラック8aとする。この様な本参考例の場合も、このラック8aのうちで、ラック歯10を形成した部分から軸方向に外れた部分の直径をより小さくして、上記ラック8a全体をより軽量にできる。
[Second example of reference example related to the present invention]
FIG. 13 shows a second example of a reference example related to the present invention. In the case of this reference example, as shown in FIGS. 13A to 13B, the
[実施の形態の第3例]
図14〜18は、請求項1、3に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。
本例のラック8bの場合には、ロッド部9aが、外層体39と内層体40とを組み合わせて成る。このうちの外層体39は、炭素鋼、ステンレス鋼等の、優れた強度及び耐摩耗性を有する、第一種の金属材により、円管状に造られている。又、上記内層体40は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の、軽量な第二種の金属材により円杆状に造られている。又、上記外層体39と内層体40とのうち、外層体39は、造るべきラック8b分の長さ寸法を有するのに対して、内層体40は、外周面にラック歯10を形成すべき軸方向一部の長さ分の(余裕を持たせて、ラック歯10を形成した部分よりも少しだけ長い)寸法に抑えられている。この様な内層体40と上記外層体39とは、この内層体40をこの外層体39の軸方向一端寄り(図14〜16の左寄り)部分に、焼嵌め、冷やし嵌め等により密に内嵌固定する事で組み合わされている。
[Third example of embodiment]
14 to 18 show a third example of the embodiment of the invention corresponding to claims 1 and 3 .
In the case of the
上述の様な外層体39と内層体40とを組み合わせた、上記ロッド部9aを構成する素材13aには、例えば図18の(A)→(B)→(C)→(D)→(E)→(F)に示す様に、前述の図10に示した実施の形態の第2例(或いは、前述の図5に示した実施の形態の第1例)と同様の塑性加工を施して、上述の様なラック8bとする。
この様な本例の構造及び製造方法によれば、前述した理由により、上記ラック歯10の強度確保とラック8b全体の軽量化とを、より十分に図る事が可能になる。
For example, (A) → (B) → (C) → (D) → (E) in FIG. 18 is used as the
According to such a structure and manufacturing method of this example, it is possible to sufficiently ensure the strength of the
[実施の形態の第4例]
図19〜24は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。尚、前述の図10〜11に示した実施の形態の第2例と異なる点は、ラック歯を形成する過程で素ラック歯43の幅方向両端部の端縁の断面形状の曲率半径を大きくする塑性加工を行なう点、完成後のラック歯10の両側面に互いに平行な1対のガイド平面部41、41を残すべく、これら両ガイド平面部41、41に隣接して、これら両ガイド平面部41、41から離れるに従って互いに近づく方向に傾斜した、1対の逃げ平坦面部42、42を設けた点にある。その他の部分の構成及び作用・効果に就いては、上記実施の形態の第2例と同様であるから、同等部分に関する説明は、省略若しくは簡略にし、以下、この第2例と異なる点を中心に説明する。
[Fourth Example of Embodiment]
FIGS. 19-24 has shown the 4th example of embodiment of this invention corresponding to Claims 1-3 . The second example of the embodiment shown in FIGS. 10 to 11 is different from the second example of the embodiment shown in FIG. 10 in that the radius of curvature of the cross-sectional shape of the edge at both ends in the width direction of the
本例の場合、図19の(C)→(D)の工程で中間素材20aを素ラック27bに加工する際に、互いに平行な1対のガイド平面部41、41と、これら両ガイド平面部41、41に隣接した、1対の逃げ平坦面部42、42とを形成する。これら両逃げ平坦面部42、42は、上記両ガイド平面部41、41を境として、上記中間素材20aの円周方向の一部に形成した素ラック歯43と反対側部分に設けられており、これら両ガイド平面部41、41から離れるに従って互いの間隔が狭くなる方向に傾斜している。
In the case of this example, when the
この様な両逃げ平坦面部42、42を形成する為に、ダイス21aに形成した、成形用凹溝である保持孔22aの両内側面の一部で、互いに平行な1対の成形用平坦面44、44の底部23a側に隣接する部分に、これら両成形用平坦面44、44から離れるに従って互いの間隔が狭くなる方向に傾斜した、1対の第二成形用平坦面45、45を設けている。そして、図19の(C)→(D)の工程で、上記中間素材20aを上記素ラック27bに加工する際に、上記両第二成形用平坦面45、45に対応する部分に上記両逃げ平坦面部42、42を形成して、図23の(A)に示す様な、上記素ラック27bとする。即ち、得るべきラック歯の圧力角よりも小さな圧力角に見合う形状の歯成形用パンチ26aにより、上記素ラック歯43を形成した、上記素ラック27bを得る。
A pair of molding flat surfaces parallel to each other on a part of both inner side surfaces of the holding
その後、図20の(A)→(B)に示す様に、上記両逃げ平坦面部42、42を1対の金型である、押型46と受型47との間部分に位置させた状態で、上記素ラック歯43の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の断面形状の曲率半径を大きくする塑性加工を行なう。この塑性加工により、上記素ラック歯43の幅方向両端部の端縁部の、歯元部乃至歯先部の曲率半径を大きくし、この素ラック歯43の幅方向両端部の端縁部の歯元部乃至歯先部に、図23の(B)に示す様な曲面部48、48を形成する。この様な曲面部48、48は、完成後のラック歯10の幅方向両端部の端縁部が他の部材と干渉するのを防止する為と、この端縁部への応力集中を防止する為とに設ける。本例は、図23の(A)に示した素ラック歯43を同じく(C)に示したラック歯10に塑性加工する過程で、上記図23の(B)に示す様な曲面部48、48を形成する事により、このラック歯10を塑性加工する為の加工工程で使用する金型の負担を軽減すると共に、バリの発生を防止して得られるラック歯10の形状精度及び寸法精度を良好にできる様にしている。又、本例の場合には、上述の様な曲面部48、48の塑性加工に伴って移動する金属材料を、上記両逃げ平坦面部42、42に止めて、部分円筒面を延長した仮想円筒面よりも余肉が径方向外方に突出する事を防止する。
After that, as shown in FIGS. 20A to 20B, in a state where the both relief
尚、上記図20の(A)→(B)、及び、図23の(A)→(B)に示した工程で、上記素ラック歯43の幅方向両端部の端縁に形成する曲面部48、48の曲率半径は、完成後のラック歯10の幅方向両端部に残留する曲面部の曲率半径よりも大きめにしておく。この理由は、次述する図21又は図22の(A)→(B)、及び、図23の(B)→(C)に示した、上記素ラック歯43を上記ラック歯10に仕上げる工程で、上記幅方向両端部の端縁の歯元部乃至歯先部の曲面部48、48の曲率半径が小さくなる傾向になるので、完成後のラック歯10の幅方向両端部に残留する曲面部の曲率半径を確保する為である。
In addition, the curved surface part formed in the edge of the width direction both ends of the said bare rack tooth |
上述の様な曲面部48、48を形成した第二中間素材49は、その後、前述した実施の形態の第1例と同様、図21又は図22の(A)→(B)に示す様に、歯成形用パンチ26によりダイス21bの保持孔22b内に押し込んで、上記ラック歯10を形成する。この際、この保持孔22bの内寸は、図21に示す様に、上記第二中間素材49の幅寸法と同じでも良いし、図22に示す様に、この幅寸法よりも僅かに小さくしても良い。図22に示す様に、保持孔22bの内寸を上記第二中間素材49の幅寸法よりも小さくした場合には、上記ラック歯10を形成する過程で、この第二中間素材49の幅方向両端部に存在する、前記両ガイド平面部41、41を扱く。何れにしても、この第二中間素材49を、上記歯成形用パンチ26によりダイス21bの保持孔22b内に押し込む事で、円周方向片側面に上記ラック歯10を形成すると共に、上記両ガイド平面部41、41の性状を適正にした、ラック8aを得られる。
The second
この様にして得られたラック8aは、そのまま使用する事もできるが、必要に応じて、上記ラック歯10の精度を向上させる為のサイジングを施す。このサイジングは、基本的には、前述した実施の形態の第1例と同様にして行なう。但し、上記両ガイド平面部41、41の精度を確保する必要がある場合には、図24の(A)に示す様に、これらガイド平面部41、41を1対の抑え面50、50により抑えつつ行なう。これに対して、これら両ガイド平面部41、41の精度を確保する必要がなければ、図24の(B)に示す様に、単にラック8aを受型34に押し付けるのみで良い。尚、上記両ガイド平面部41、41は、このラック8aをステアリングギヤに組み込んだ状態で、ガイドスリーブの直線部と係合し、このラック8aが回転方向に変位するのを防止する為に設けている。その他、基本的な構成及び作用・効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
The
[実施の形態の第5例]
図25〜29は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第5例を示している。本例は、前述の図14〜18に示した実施の形態の第3例の構造を、上述した実施の形態の第4例の製造方法により造る場合に就いて示している。本例を表す図25がこの実施の形態の第4例を表す図19に、同じく図26〜28が同じく図20〜22に、同じく図29が同じく図24に、それぞれ対応する。この様な本例の構造及び製造方法によれば、上記実施の形態の第3例の様に、ラック歯10の強度確保とラック8b全体の軽量化とをより十分に図れ、しかも金型の負担を軽減すると共に、得られるラック歯10の形状精度及び寸法精度を良好にできる。
[Fifth Example of Embodiment]
25 to 29 show a fifth example of the embodiment of the invention corresponding to claims 1 to 3 . This example shows a case where the structure of the third example of the embodiment shown in FIGS. 14 to 18 is manufactured by the manufacturing method of the fourth example of the embodiment described above. FIG. 25 showing this example corresponds to FIG. 19 showing the fourth example of this embodiment, FIG. 26 to FIG. 28 corresponding to FIG. 20 to 22 and FIG. 29 corresponding to FIG. According to such a structure and manufacturing method of this example, as in the third example of the above embodiment, the strength of the
本発明のラックは、前述の図30に示した様な、ステアリングギヤ5を構成するラックとして適用して、このステアリングギヤ5のコスト低減や軽量化を図れる。但し、本発明は、この様なステアリングギヤ5に限らず、各種機械装置に組み込むラックに適用して、当該機械装置のコスト低減や軽量化に寄与できる。 The rack of the present invention can be applied as a rack constituting the steering gear 5 as shown in FIG. 30 described above, and the cost and weight of the steering gear 5 can be reduced. However, the present invention is not limited to such a steering gear 5 but can be applied to racks incorporated in various mechanical devices, and can contribute to cost reduction and weight reduction of the mechanical devices.
1 ステアリングホイール
2 ステアリングシャフト
3 自在継手
4 中間シャフト
5 ステアリングギヤ
6 入力軸
7 タイロッド
8、8a、8b ラック
9、9a ロッド部
10 ラック歯
11 背面部分
12 円杆部
13、13a 素材
14 受型
15 凹溝部
16 押圧パンチ
17、17a 部分円筒面部
18 平坦面部
19 曲面部
20、20a 中間素材
21、21a、21b ダイス
22、22a、22b 保持孔
23、23a 底部
24 内側面
25 ガイド傾斜面部
26、26a 歯成形用パンチ
27、27a、27b 素ラック
28 逃げ平坦面部
29、29a サイジング用ダイス
30 サイジング用凹凸面部
31、31a 押型
32 押し凹溝
33 受凹凸部
34 受型
35 押型
36 ダイス
37 予備中間素材
38 第二の中間素材
39 外層体
40 内層体
41 ガイド平坦面部
42 逃げ平面部
43 素ラック歯
44 成形用平坦面
45 第二成形用平坦面
46 押型
47 受型
48 曲面部
49 第二中間素材
50 抑え面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記ロッド部となるべき円杆状の素材の軸方向の一部に、この軸方向の一部で且つ円周方向の一部を押し潰しつつ、この軸方向の一部で且つ円周方向の残部に、上記素材の外周面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する部分円筒面を形成する第一の塑性加工を施して中間素材とし、この中間素材のうちの上記軸方向一部で上記円周方向の一部に上記ラック歯を、第二の塑性加工により形成するものであり、
上記第一の塑性加工が、上記素材の軸方向一部を径方向に押し潰す事により、この軸方向一部の外周面のうちでラック歯を形成すべき部分を平面部とし、この平面部から外れた残り部分を、断面形状の曲率半径が上記素材の外周面の断面形状の曲率半径よりも大きい部分円筒面とする据え込み加工であり、
上記第二の塑性加工が、内面同士の間隔が上記平面部の幅方向に関する上記中間素材の外径よりも小さいダイスの保持孔により、この中間素材の軸方向一部で上記平面部から外れた残り部分を支承しつつ、形成すべきラック歯に見合う凹凸形状を有する歯成形用パンチを上記平面部に押圧し上記中間素材を上記保持孔に押し込む事により、この中間素材の幅方向両端部分の金属材料を上記平面部に移動させつつこの平面部にラック歯を形成するプレス加工である、ラックの製造方法。 It is made of a metal material and is formed by plastic working on a rod part with a circular cross section whose solid part is a solid material at least in the axial direction and one radial side surface of a part that is a solid material in a part of the axial direction of this rod part. The portion of the outer peripheral surface of the portion that is a solid material in a part in the axial direction has a radius of curvature of the cross-sectional shape of a portion that deviates in the circumferential direction from the portion in which the rack tooth is formed. A manufacturing method of a rack that is larger than the radius of curvature of the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the remaining axial direction,
While crushing a part in the axial direction and a part in the circumferential direction to a part in the axial direction of the rod-shaped material to be the rod part, a part in the axial direction and in the circumferential direction The remaining part is subjected to a first plastic working to form a partial cylindrical surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the material to obtain an intermediate material, and the circle in a part of the intermediate material in the axial direction. The rack teeth are formed in a part of the circumferential direction by second plastic working,
In the first plastic working, a part of the axial direction of the material is crushed in the radial direction, so that a part of the outer peripheral surface of the part in the axial direction to form rack teeth is a flat part. Is the upsetting process in which the remaining part deviated from the above is a partial cylindrical surface in which the radius of curvature of the cross-sectional shape is larger than the radius of curvature of the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the material,
The second plastic working is deviated from the plane part at a part in the axial direction of the intermediate material by a holding hole of a die whose inner surface interval is smaller than the outer diameter of the intermediate material in the width direction of the plane part. While supporting the remaining portion, pressing the tooth forming punch having an uneven shape corresponding to the rack tooth to be formed against the flat surface portion and pushing the intermediate material into the holding hole, the width of both ends of the intermediate material is reduced. A method for manufacturing a rack, which is press working for forming rack teeth on a flat portion while moving a metal material to the flat portion.
上記ロッド部となるべき円杆状の素材の軸方向の一部に、この軸方向の一部で且つ円周方向の一部を押し潰しつつ、この軸方向の一部で且つ円周方向の残部に、上記素材の外周面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する部分円筒面を形成する第一の塑性加工を施して中間素材とし、この中間素材のうちの上記軸方向一部で上記円周方向の一部に上記ラック歯を形成する第二の塑性加工を複数段階に分けて行ない、得るべきラック歯の圧力角よりも小さな圧力角に見合う形状の歯成形用パンチにより素ラック歯を形成した後、少なくともこの素ラック歯の幅方向両端部の歯元部乃至歯先部の端縁部の断面形状の曲率半径を大きくする塑性加工を行ない、その後、得るべきラック歯の圧力角に見合う形状の歯仕上用パンチをこの素ラック歯に押し付けて、この素ラック歯をラック歯に加工する、ラックの製造方法。 It is made of a metal material and is formed by plastic working on a rod part with a circular cross section whose solid part is a solid material at least in the axial direction and one radial side surface of a part that is a solid material in a part of the axial direction of this rod part. The portion of the outer peripheral surface of the portion that is a solid material in a part in the axial direction has a radius of curvature of the cross-sectional shape of a portion that deviates in the circumferential direction from the portion in which the rack tooth is formed. A manufacturing method of a rack that is larger than the radius of curvature of the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the remaining axial direction,
While crushing a part in the axial direction and a part in the circumferential direction to a part in the axial direction of the rod-shaped material to be the rod part, a part in the axial direction and in the circumferential direction The remaining part is subjected to a first plastic working to form a partial cylindrical surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the material to obtain an intermediate material, and the circle in a part of the intermediate material in the axial direction. The second plastic working for forming the rack teeth in a part of the circumferential direction is performed in a plurality of stages, and the raw rack teeth are formed by a tooth forming punch having a shape corresponding to a pressure angle smaller than the pressure angle of the rack teeth to be obtained. After forming, plastic processing is performed to increase the curvature radius of the cross-sectional shape of at least the tooth root part or the edge part of the tooth tip part at both ends in the width direction of the raw rack tooth, and then the pressure angle of the rack tooth to be obtained is obtained. A matching tooth finish punch is pushed onto this bare rack tooth. Put it, to process this element rack teeth on the rack teeth, the rack manufacturing method of.
上記ロッド部となるべき円杆状の素材の軸方向の一部に、この軸方向の一部で且つ円周方向の一部を押し潰しつつ、この軸方向の一部で且つ円周方向の残部に、上記素材の外周面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する部分円筒面を形成する第一の塑性加工を施して中間素材とし、第二の塑性加工により、この中間素材のうちの上記軸方向一部で上記円周方向の一部に上記ラック歯を形成すると共に、このラック歯の両側部分に1対の逃げ平坦面部を形成した後、このラック歯の精度を向上させる為のサイジングを行ない、このサイジングに伴って移動する金属材料を上記両逃げ平坦面部に止めて、部分円筒面を延長した仮想円筒面よりも余肉が径方向外方に突出する事を防止する、ラックの製造方法。 It is made of a metal material and is formed by plastic working on a rod part with a circular cross section whose solid part is a solid material at least in the axial direction and one radial side surface of a part that is a solid material in a part of the axial direction of this rod part. The portion of the outer peripheral surface of the portion that is a solid material in a part in the axial direction has a radius of curvature of the cross-sectional shape of a portion that deviates in the circumferential direction from the portion in which the rack tooth is formed. A manufacturing method of a rack that is larger than the radius of curvature of the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the remaining axial direction,
While crushing a part in the axial direction and a part in the circumferential direction to a part in the axial direction of the rod-shaped material to be the rod part, a part in the axial direction and in the circumferential direction The remaining part is subjected to a first plastic working to form a partial cylindrical surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface of the material, thereby forming an intermediate material. Sizing for improving the accuracy of the rack teeth after forming the rack teeth on a part of the circumference in the axial direction and forming a pair of relief flat surface portions on both sides of the rack teeth. The metal material that moves along with this sizing is stopped at the two escape flat surfaces, and the excess wall is prevented from projecting radially outward from the virtual cylindrical surface extending the partial cylindrical surface. Production method.
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